Effet de haas-van alphen dans l'ytterbium C. F. C. sous pression^*

De Haas-van Alphen effect in f. c. c. ytterbium

Résumé

Après avoir rappelé ce qu'est l'effet de Haas-van Alphen nous discutons ses conditions de mise en évidence sous pression. Les réalisations expérimentales présentées correspondent à toutes les étapes de ce type de mesure : préparation de monocristaux par distillation d'ytterbium sous ultravide, utilisation d'enceintes de pression comprenant des passages de courant étanches jusqu'à 12 kbar, réalisation de sondes de mesure à faible bruit.

Nous présentons les premières mesures jamais réalisées d'effet de Haas-van Alphen dans l'ytterbium cubique face centrée. Dans une direction voisine de l'axe <110> nous avons mesuré une fréquence d'oscillation variant linéairement en fonction de la pression depuis 5,7 MG à 4 kbar à 2,3 MG à 8,6 kbar. La masse effective cyclotron des porteurs varie peu sous pression de (0,97 ± 0,03) m₀ à 4 kbar à (1,11 ± 0,05) m₀ à 7,4 kbar. La température de Dingle ne peut être tirée des mesures réalisées qu'après interprétation, nous l'estimons à (3 ± 0,8) K.

Nous rapprochons ensuite l'ytterbium des métaux alcalino-terreux et interprétons nos résultats dans le cadre des calculs de bandes de S. L. Altmann, A. R. Harford et R. G. Blake. Nous trouvons un bon accord entre notre interprétation et les mesures relatives à la densité d'états : chaleur spécifique électronique et susceptibilité, le désaccord constaté dans le cas des propriétés de transport est justifié simplement.

Abstract

This work reports the first success full approach to determine Fermi surface parameters of f. c. c. ytterbium under pressure.

After a short presentation of de Haas-van Alphen effect (d. H. v. A.), we discuss the conditions of its observation under pressure. We present the experimental realisations (plans given in annex). The samples were obtained by distillation under high vacuum, the small crystals being isolated by spark cutting. The pressure cell similar to Itskevich model allows, pressures up to 12 kbar, at room temperature, in an experimental volume of 8 mm diameter and 20 mm length; 6 electrical leads are available.

We measure d. H. v. A. oscillation frequency pressure variation in one crystallographic direction (near <110>) from 4.6 kbar to 8.7 kbar. In these conditions:

(dF/dP) = - (0.75 ± 0.03) MG/kbar.

The corresponding cyclotron effective mass increases slightly from 0.97 m₀ to 1.20 m₀. The amplitude versus magnetic held analysis shows a very low frequency beat which complicates Dingle temperature determination, we estimate it to be (3.2 ± 0.5) K.